船舶余能利用系统、方法和船舶技术方案

本发明专利技术涉及船舶余能利用系统、方法和船舶。船舶余能利用系统包括：余能收集与汽化装置，连通船舶各功能系统，以对包括废气、蒸汽尾汽、废气尾汽混合气及换热水在内的余能载体进行收集，并利用收集的余能将余能载体中的水和/或外部补充的海水进行汽化，产生更高温度和压力的废气蒸汽混合汽；混合汽供给装置，为依据船舶特定系统的用能需求，对废气蒸汽混合汽进行升温升压。本申请通过将全部船舶动力系统产生的高温废气进行收集，其它余能余热也都充分收集，并将所有余能载体进行自然的水汽化过程，产生更高温度压力的废气蒸汽混合汽，或将混合汽再次压缩而升温升压，供船舶特定系统使用，从而提高船舶综合能效，达到节能、减排、环保的目标。环保的目标。环保的目标。

【技术实现步骤摘要】
船舶余能利用系统、方法和船舶


[0001]本专利技术涉及船舶余能余热
，尤指船舶余能利用系统、船舶余能利用方法及船舶。

技术介绍

[0002]一、国际国内航运环保新背景
[0003]1)
[0004]由于水运的“吨公里”(或吨海里，下同)运费和“吨公里”碳排放的优势，承担了越来越多的国内贸易运输。与此同时，中国的航运企业也承载了义不容辞的责任；针对船舶的各种节能减排措施，将比过去更有时代意义。
[0005]2)强制执行的国际公约性质的新法规的生效
[0006]国际海事组织(IMO)将于2023年1月1日生效的现有船舶能效指数(EEXI)、碳强度指标等级(CII)等航运业减排短期措施。届时不满足最新规定的船舶，就不能获得国际航行的资格。据IMO统计，现有国际航行且总吨大于等于400总吨的船舶中，至少有40％不满足上述要求。这些不满足的船舶，要采取相应的节能减排措施才能继续得到船旗国政府授权颁发的证书。可以预见，造船和航运业未来将面对愈加严苛的环保正常压力。
[0007]3)船舶燃料价格在高位徘徊
[0008]据专业统计，全球国际贸易的90％以上的货运都是通过海运来实现的；全球大部分航运企业，60％～70％的远洋运输成本是燃料费用。因此在船舶燃料上节约，将非常显著地提高航运企业的经济效益。
[0009]4)区域性的乃至全球性的征收“碳税”在未来可期
[0010]未来，满足IMO要求的船舶，节约碳税和在碳排放交易中的收益可能是节能减排环保措施得当的航运企业的新的利润增长点。
[0011]二、现有船舶能效利用现状存在如下不足：
[0012]1)所有的船舶内燃机等燃烧燃料的船舶动力系统所产生的废气或经过经济器或废气锅炉产生蒸汽，或经过余热回收器产生蒸汽，或经过脱硫塔或碳捕捉系统或脱氮系统或除烟除尘系统等后均再次排入大气，造成大量余热余能没有得到充分利用、同时污染大气，向大气中注入了多余的热能；
[0013]2)船舶现有系统产生的蒸汽经用汽设备使用后，有部分尾汽未经有效利用和能量回收，就直接排海；
[0014]3)船舶现有系统产生的冷却水或冷凝水，有一部分未经有效利用和能量回收，就直接排海；
[0015]4)船舶各个系统的余热相对分散，没有汇集使用，没有形成综合利用系统；
[0016]5)没有应用计算机系统来管理全船余热的有效利用；
[0017]6)没有利用自然能量转化过程，也没有将环保被处理对象与能量载体很好地结合起来。

技术实现思路

[0018]在一方面，本专利技术提供一种船舶余能利用系统，其能汇集船舶各功能系统产生的带有余能余热的、有使用价值的高温废气、蒸汽尾汽、废气尾汽混合气及冷凝冷却水等流体，并利用收集的余能载体进行自然的水汽化过程，产生更高温度和压力的废气蒸汽混合汽，供给船舶特定系统使用，从而提高船舶综合能效，达到节能、减排、环保的目标。
[0019]为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案如下：
[0020]船舶余能利用系统，包括：
[0021]余能收集与汽化装置，连通船舶各功能系统，以对包括废气、蒸汽尾汽、废气尾汽混合气及换热水在内的余能载体进行收集，并利用收集的余能将余能载体中的水和/或外部补充的海水进行汽化，产生更高温度和压力的废气蒸汽混合汽；
[0022]混合汽供给装置，为依据船舶特定系统的用能需求，对所述废气蒸汽混合汽进行升温升压。
[0023]一些技术方案中，所述余能收集与汽化装置包括余能收集罐和设于余能收集罐上游的多条并联流道，所述并联流道包括至少一高温废气汇集流道、一废气尾汽汇集流道及一换热暖水汇集流道，所述换热暖水汇集流道旁通有补水流道，所述补水流道连通外部海水。
[0024]一些技术方案中，所述余能收集罐的内部沿长度方向布设有若干喷淋管，任意所述喷淋管与换热暖水汇集流道和/或补水流道连通，以对船舶换热设备与热井产生的热水和外部补充的海水进行雾化；和/或，
[0025]所述余能收集罐的内部设有气体分布器，所述气体分布器分别连通高温废气汇集流道和废气尾汽汇集流道，以分别对船舶动力系统和船舶锅炉系统产生的高温废气及船舶蒸汽系统产生的蒸汽尾汽与废气尾汽混合气进行均布。
[0026]一些技术方案中，所述高温废气汇集流道与集气管相连，所述集气管分别与连通船舶各动力系统的废气收集管相连，各所述废气收集管均通过三通阀与外排的烟囱相连。
[0027]一些技术方案中，所述混合汽供给装置包括蒸汽压缩机和加压罐，所述蒸汽压缩机设于余能收集罐与加压罐之间的连通流道上，所述加压罐的下游设有多条并联流道，所述并联流道至少包括节能系统供给流道、环保系统供给流道及通用系统供给流道。
[0028]一些技术方案中，所述余能收集罐和/或加压罐的数量为多个；和/或，
[0029]所述余能收集罐和加压罐均通过安全阀与外排的烟囱相连。
[0030]一些技术方案中，还包括控制装置，
[0031]所述控制装置包括用于对各流道流体进行流量和/或流向和/或压力控制的阀门组件，用于向各流道流体输入外部能量的动力组件，及用于对系统各容器设备进行流体参数监测的传感组件。
[0032]另一方面，本专利技术提供一种船舶余能利用方法，通过将全部的船舶动力系统产生的高温废气进行收集，其它余能余热也都充分收集，并将所有余能载体进行自然的水汽化过程，产生更高温度和压力的废气蒸汽混合汽，或将这些混合汽再次压缩而升温升压，供船舶特定系统使用，从而提高船舶综合能效，兼具经济性与环境友好性。
[0033]为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案如下：
[0034]船舶余能利用方法，
[0035]采用上述的船舶余能利用系统，包括如下步骤：
[0036]收集汽化过程：收集船舶各功能系统中带有余能的流体，所述流体包括废气、蒸汽尾汽、废气尾汽混合气及换热水，将各流体同时注入余能收集罐内，利用所述流体的余能将余能载体中的水和/或外部补充的海水进行汽化，产生更高温度和压力的废气蒸汽混合汽；
[0037]压缩输送过程：利用蒸汽压缩机提升废气蒸汽混合汽的温度和压力，注入加压罐中，供给船舶特定系统使用。
[0038]一些技术方案中，还包括步骤：利用控制装置对系统进行控制、管理、警告、报警和显示；和/或，
[0039]还包括步骤：利用控制装置控制任意两个余能收集罐同步或交替的参与收集汽化过程和压缩输送过程。
[0040]其他方面，本专利技术还提供一种船舶，采用上述的船舶余能利用系统，使得新船在设计之初就能有效提高船舶综合能效，也让不满足最新国际环保要求和/或地区性环保要求的老旧船重新取得营运资质，不但为船东创造了非常可观的经济收入，同时也减少了地球资源浪费和废旧船舶拆解带来的污染物和有毒物质的排放，也同时减少了额外新造船而增加的污染物和有毒物质的排放。
[0041]经船舶余能利用系统产生的废气蒸汽混合汽，可用于供给船舶通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.船舶余能利用系统，其特征在于，包括：余能收集与汽化装置，连通船舶各功能系统，以对包括废气、蒸汽尾汽、废气尾汽混合气及换热水在内的余能载体进行收集，并利用收集的余能将余能载体中的水和/或外部补充的海水进行汽化，产生更高温度和压力的废气蒸汽混合汽；混合汽供给装置，为依据船舶特定系统的用能需求，对所述废气蒸汽混合汽进行升温升压。2.根据权利要求1所述的船舶余能利用系统，其特征在于，所述余能收集与汽化装置包括余能收集罐和设于余能收集罐上游的多条并联流道，所述并联流道包括至少一高温废气汇集流道、一废气尾汽汇集流道及一换热暖水汇集流道，所述换热暖水汇集流道旁通有补水流道，所述补水流道连通外部海水。3.根据权利要求2所述的船舶余能利用系统，其特征在于，所述余能收集罐的内部沿长度方向布设有若干喷淋管，任意所述喷淋管与换热暖水汇集流道和/或补水流道连通，以对船舶换热设备与热井产生的热水和外部补充的海水进行雾化；和/或，所述余能收集罐的内部设有气体分布器，所述气体分布器分别连通高温废气汇集流道和废气尾汽汇集流道，以分别对船舶动力系统和船舶锅炉系统产生的高温废气及船舶蒸汽系统产生的蒸汽尾汽与废气尾汽混合气进行均布。4.根据权利要求2所述的船舶余能利用系统，其特征在于，所述高温废气汇集流道与集气管相连，所述集气管分别与连通船舶各动力系统的废气收集管相连，各所述废气收集管均通过三通阀与外排的烟囱相连。5.根据权利要求2所述的船舶余能利用系统，其特征在于，所述混合汽供给装置包括蒸汽压缩机和加压罐，所述蒸汽压缩机设于余能收集罐与加压罐之间的连通流道上，所述加压罐的下游设有多条并联流道，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙义刚，孙茂陞，
申请(专利权)人：上海锱碳节能环保技术有限公司，
类型：发明
国别省市：